Les principaux gaz à effet de serre d’origine anthropique - Pouvoir de Réchauffement Global (PRG) et unités de mesure

• Le dioxyde de carbone (CO2), émis principalement suite à l’utilisation de combustibles fossiles et à la déforestation : 56 % de la contribution anthropique sur l’effet de serre (en 2011, source : GIEC, 2014) ;

• Le méthane (CH4), produit de la décomposition anaérobie de matière organique. Les émissions anthropiques de méthane sont dues à 40 % à l’agriculture, et représentent un peu moins de 32 % de la contribution anthropique sur l’effet de serre (en 2011, source : GIEC, 2014) ;

• Le protoxyde d’azote (N2O), produit de la décomposition des composés azotés (engrais …). Il représente un peu mois de 6 % de la contribution anthropique sur l’effet de serre (en 2011, source : GIEC, 2014) ;

• Des gaz de synthèse (CFC, PFC, HFC, SF6, NF3), utilisés notamment comme gaz réfrigérants. Ils représentent un peu moins 6 % de la contribution anthropique sur l’effet de serre (en 2011, source : GIEC, 2014) ;

La vapeur d’eau est le principal gaz à effet de serre (60 % de l’effet de serre naturel), mais les activités anthropiques n’ont pas d’effet direct sur les concentrations en vapeur d’eau (ce qui explique que la vapeur d’eau n’est pas citée dans les émissions anthropiques).

L’effet des GES sur le changement climatique dépend de la quantité émise mais également des propriétés du gaz à effet de serre considéré. Ainsi, en fonction de leur forçage radiatif « instantané » (« l’efficacité » d’un gaz, lorsqu’il est présent, à renvoyer de l’énergie vers la Terre) et de leur durée de résidence dans l’atmosphère, les GES n’ont pas la même action sur le climat pour une même quantité donnée.

De ce fait, l’unité de masse ne permettant pas de comparer l’effet des GES sur le changement climatique, la notion de pouvoir de réchauffement global (PRG) a été définie. Elle tient compte des deux propriétés précédemment citées. Une valeur a été associée à chaque gaz. Ce PRG correspond à la masse de CO2 équivalente pour obtenir les mêmes effets cumulés sur le climat (sur une certaine durée) qu’un kg du gaz considéré. Ce sont les PRG à 100 ans qui sont le plus souvent utilisés.

Le PRG du CO2 est de 1 par définition, le PRG d’un gaz étant calculé relativement au CO2.
Le PRG à 100 ans du méthane est de 25, celui du protoxyde d’azote de 298 alors que pour les gaz de synthèse, les PRG oscillent de quelques dizaines à plusieurs milliers.

Il est ainsi possible de raisonner avec une unité tenant compte du PRG : le kilogramme équivalent dioxyde de carbone ou kgeqCO2.

Exemple : le PRG à 100 ans du méthane est de 25. Autrement dit, la contribution à l’effet de serre d’1 kg de méthane est la même que celle de 25 kg de CO2. Émettre 1 kg de méthane équivaut donc à émettre 25 kg équivalent CO2.

Une unité équivalente, mais néanmoins différente, existe même si elle tend à être moins utilisée. Elle ne doit pas être confondue avec l’équivalent CO2 : il s’agit du kilogramme équivalent carbone ou kgeqC.

La conversion entre ces deux unités se fait grâce au rapport des masses molaires (44 g/mol pour le CO2, 12 g/mol pour le carbone) :

• la conversion de kgeqC à kgeqCO2 se fait en multipliant la valeur par 44/12 (≈3,67) ;
• la conversion de kgeqCO2 à kgeqC se fait en multipliant la valeur par 12/44 (≈0,27).